محتويات
قابلية الطرق والسحب للفلزات تعني
قابلية الطرق والسحب للفلزات تعني قدرتها على تحمل القوى التي تطبق عليها كالضغط والحرارة دون أن تتصدع أو تتعرض للكسر أو الخدوش في الهيكل الخارجيّ الخاص بها.
حيث تتميز المعادن بمرونتها وقابليتها الشديدة وقدرتها على تحمل جميع أنواع القوى والمؤثرات الخارجية، حيث تبقى هياكلها الجزيئية نفسها قبل وأثناء وبعد عمليتي الطرق أو الليونة والسحب.
يمكن أن تتغير التركيبة الكيميائية الخاصة بالمعادن أثناء تأثير إحدى القوى عليها وذلك بحسب نوع المعدن ونوع القوى التي تُطبق عليه، ويكون ذلك في سبيل إعادة تشكيلها وصنع الأدوات المختلفة وتلبية بعض الاحتياجات والأغراض المختلفة، وتعدّ الفلزات والمعادن من العناصر القوية التي تتحمل السحب أو التمدد أو الإذابة كصهر الحديد وإعادة تشكيله مرةً أخرى.
لكن لا بدّ من استعمال الأدوات المناسبة التي من خلالها يتمّ المحافظة على هذه المعادن دون تعريضها للهدم في هياكلها القوية، كما ولا بدّ من ضبط الوقت المناسب وضبط حجم القوى التي يتمّ تعريض المعادن لها من أجل الوصول إلى المطلوب من سحبها أو طرقها أو تمديدها بشكلٍ سهل وسريع.[1]
تعريف الفلزات
الفلزات أو المعادن هي مواد تملك القابلية العالية للسّحب والطّرق والليونة، إلى جانب قابليتها العالية جدًا لنقل القوى الكهربائية.
ذات بريقٍ ولمعانٍ شديد، ويتمّ تعريف هذه المعادن بحسب موقعها على الجدول الدوري الكيميائي الذي يحوي كافة العناصر والمواد الموجودة على سطح الكرة الأرضية، ومن الأمثلة على المعادن الذهب والفضة والحديد والنحاس.
هنالك العديد من الأنواع للمعادن والفلزات الموجودة في الجدول الدوري، ولكلّ منها ما يميزها من خصائص فيزيائية وكيميائيةن كما وتتميز هذه المعادن بالقوة العالية والتي تدوم لمدة طويلة، لذلك يتمّ استخدام هذه المعادن على اختلافها في صناعة المنتجات التي لا بدّ لها من الدوام طويلًا كالأقمار الصناعية والسيارات والحاجيات المنزلية، حيث أنّها بعيدة كلّ البعد عن التلف أو التحول أو التفاعل السريع مع المحيط.
ومن مميزات الفلزات والمعادن أنّها تكون في الغالب في حالة صلبة لا بدّ من تعريضها للحرارة من أجل أعادة بناء هيكلها الخارجي، لكنّ بعض المعادن تختلف عن غيرها وتكون في حالة لينة جدًا يمكن قطعها باليد أو السكين كالصوديوم، كما يمكن أن يتواجد بعض هذه المعادن بالحالة السائلة وأشهر ما يدلّ على ذلك مادة الزئبق الصافي.[2]
أهمية قابلية الفلزات للسحب والطرق
تكمن أهمية الطرق والسحب التي تتحملها المعادن المختلفة الموجودة في الطبيعة في العديد من النقاط كما يأتي:
- السماح بصناعة الأدوات والأغراض التي تحتاجها البشرية على المدى القصير أو الطويل، كالأدوات المنزلية ووسائل النقل البرية والجوية والبحرية.
- صناعة الأسلاك التي نحتاجها لنقل الكهرباء عبر البيوت والأبنية المختلفة.
- كما ويتمّ استعمال المعادن التي تمت إعادة تشكليها في العديد من البحوث العلمية والتجارب المختلفة التي يتمّ فيها اكتشاف طبيعة بعض المواد الأخرى الصناعية منها أو الطبيعية.
- إلى جانب استخدام الصفائح المعدنية المصنوعة من معادن مختلطة في مشاريع البناء ومشاريع توليد الطاقة وغيرها.
ومن ذلك نرى الأهمية الكبيرة لقابلية المعادن للسّحب والطّرق وإعادة تشكيلها من خلال تطبيق القوى عليها.[3]
خواص الفلزات الفيزيائية
- قابلية الطرق والسحب أو الليونة.
- موصلة للكهرباء والحرارة بشكل عالي.
- إمكانية صقلها وإعادة تشكيلها.
- ذات لمعان وبريق.
- المعادن صلبة في درجة حرارة الغرفة غالبًا.
- المعادن تتميز بالقوة الشديدة.
موصلة للكهرباء والحرارة: لدى المعادن قدرة كبيرة على إيصال الحرارة والكهرباء، لذا يتم استعمالها في صناعة الأسلاك الناقلة للكهرباء، إلى جانب استخدامها في صناعة الأدوات التي يحتاجها الإنسان لنقل الحرارة كالمدافئ والمكواة وأدوات الطهي المختلفة.
إمكانية صقل المعادن: يمكن أن يتمّ صقل المعادن ولها القدرة على تحمل ذلك، وصقلها يعني صناعة الأسطح الناعمة الخالية من العيوب اللامعة شديدة النعومة، ومن الأمثلة على ذلك صناعة الشفرات الحادة وصناعة السكاكين وغيرها.
ذات لمعان وبريق: من الخصائص الفيزيائية للمعادن أنّها ذات لمعان وبريق لا يتواجد في غيرها من المواد، فعند صقلها أو إعادة تشكليها تظهر المنتجات بمظهرٍ لامعٍ وبراق بشكلٍ ملفتٍ وكبير.
المعادن صلبة غالبًا: غالبًا ما تكون المعادن في مظهرها الخام صلبةً جدًا، ويتمّ التأثير عليها من خلال تطبيق كميات ضخمة من القوى كالحرارة والضغط الشديد، لكن بعض المعادن تكون لينة يمكن التأثير عليها بتطبيق بعضٍ من القوى عليها، كذلك تتواجد بعض المعادن السائلة كالزئبق.
المعادن قوية: للمعادن قدرة على تحمل كافة الظروف الطبيعية والصناعية التي يمكن أن تؤثر عليها، لكنّ هذا التأثير يكون بطيئًا بسبب قوة المعادن الهائلة وقدرتها على التحمل دون تدمير هياكلها الخارجية و التغيير في خصائصها الكيميائية.[4]
خواص الفلزات الكيميائية
- تتميز المعادن بالكثافة الشديدة والعالية.
- تتميز بكتلتها الضخمة غالبًا.
- يمكن أن تختلط المعادن وتتشكل مع اللامعادن.
- يمكن أن تتفاعل المعادن مع الهواء فتتآكل كالحديد.
- توصل المعادن الكهرباء والحرارة بشكل عالي.
- ينتج عن حرق المعادن أكسيد المعدن وتتفاعل بشكل شديد.
- تتفاعل بعض المعادن اللينة كالبوتاسيوم والصوديوم بشكل سريع مع الهواء.
- يتمّ تخزين بعض المعادن اللينة في الزيت لئلا تتفاعل مع الهواء.
- لا تفقد المعادن الصلبة البريق واللمعان بسهولة.
- عندما تتفاعل المعادن مع الماء تنتج أكسيد المعدن والهيدروجين.
- تتفاعل أكاسيد المعادن مع الماء فتنتج هيدروكسيد المعدن.
- يحدث تفاعل طارد للحرارة عندما تتفاعل المعادن كالبوتاسيوم والصوديوم مع الماء.
- عند تفاعل بعض المعادن مع الأحماض ينتج عن ذلك الملح والهيدروجين.
- في محاليل أملاح المعادن يحلّ المعدن الأكثر تفاعلًا محل المعدن الأقل تفاعلًا.
لكلّ معدنٍ من المعادن الصلبة أو اللينة أو السائلة الخصائص الكيميائية التي تميّزه عن الآخر، لكنّ الخصائص المذكورة سابقًا هي عاملة وشاملة لجميع أنواع الفلزات والمعادن، حيث تجتمع وتشترك هذه المعادن في هذه النقاط. [5]
تصنيف أنواع الفلزات
- تصنيف الفلزات حسب مستوى الحديد.
- تصنيف الفلزات حسب التركيب الذري.
- تصنيف الفلزات حسب المغناطيسية.
حسب مستوى الحديد: تصنّف المعادن بحسب نوع الحديد، وتقسم إلى فلزات حديدية أي التي تحتوي على الحديد وتمتلك خصائص مغناطيسية وتمتلك القابلية الشديدة على التآكل في الرطوبة والهواء، وفلزات غير حديدية لا تحتوي على الحديد ولا تملك خصائص الفلزات الحديدية.
حسب التركيب الذري: تصنف المعادن حسب تركيبها الذري إلى ثلاثة أنواع هي المعادن القلوية والمعادن الأرضية القلوية والمعادن الانتقالية، حيث تشترك هذه الأنواع الثلاثة بالخصائص الكيميائية ذاتها والنوع الذري نفسه.
حسب المغناطيسية: وفي هذا التصنيف تنقسم المعادن لثلاثة أنواع مختلفة رغم تشاركها بعض الصفات والخصائص الكيميائية والفيزيائية، وهذه الأنواع هي المعادن التي تظهر قابلية عالية وانجذابًا للمغناطيس، والفلزات التي يكون تفاعلها مع المغناطيس ضعيفًا جدًا، أما النوع الثالث غهي المعادن التي تبدي للمغناطيس تنافرًا ضعيفًا أو بعض الأحيان يكون قويًا وظاهرًا. [6]
